专利名称：一种使用低浓度碱溶液制作黑硅材料的方法
技术领域：
本发明涉及ー种制作黑硅材料的方法，特别是涉及ー种用于制造太阳电池的过程中，使用低浓度碱溶液腐蚀晶体硅片制作黑硅材料的方法。
背景技术：
采用适当的刻蚀或者腐蚀的方法，在晶体硅片平滑的表面制造出納米尺度的圆锥、圆柱的森林结构或者密集分布的洞穴，由于这样的结构对各频率光子具有高的吸收率，晶体硅片表面反射的可见光很少，从而呈现出黒色，因此具有这样的表面特征的晶体硅片被称为“黑硅”。黑硅是ー种新型的硅材料，具有优异的光电性质。一般黑硅表面的反射率低于2%，并且对于倾斜入射的光线具有同样的特性。在太阳电池的使用中，这样的特性可以大幅度提高太阳电池的发电量，从而降低光伏发电的成本。目前，制作黑硅的エ艺主要有
I.利用飞秒激光器，在硫气体环境下刻蚀硅，这是发现黑硅所使用的方法。2.等离子体浸没离子注入技术制备黑硅材料，将黑硅放入等离子注入设备中，等离子中具有刻蚀作用的反应离子与硅片反应，刻蚀硅片表面形成黑硅。上述两种方法，都要求使用复杂、昂贵的设备，エ艺过程复杂，并且使用的化学物质例如ニ氯氢硅(SiH2Cl2X四氯化硅(SiCl4)、氯化钡(BaCl2)、三氟化磷(PF3)、氟化氢(HF),氯化氢(HCl)、氟化硫(SF6)等是十分有害的，难于在生产实践中推广。3.酸腐蚀液腐蚀法也可以获得黑硅。但是，酸腐蚀液中包含有氢氟酸，氢氟酸是对环境和生物十分有害的物质。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于，提供ー种制作黑硅材料的方法，以降低黑硅制造的成本，简化黑硅的制造エ艺过程，避免黑硅制造过程中产生的废液或者废气对环境的损害。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是ー种使用低浓度碱溶液制作黑硅材料的方法，其特征是将清洗并抛光过的硅片浸入在规定浓度的低浓度碱溶液中，碱溶液浓度的选择范围是重量比含量O. 2%-1. 9%，同时对碱溶液施加超声波。当硅片浸入在碱溶液中时，保持碱溶液的温度不变，碱溶液温度的选择范围是20 0C -90 0C ο本发明的有益效果是避免使用复杂、昂贵的设备和对环境十分有害的物质，使用通常的低浓度碱溶液和常规的超声清洗设备，降低了生产成本，減少了对环境的危害，便于在大規模生产中推广。
具体实施例方式为进一歩掲示本发明的技术方案，现详细说明本发明的实施方式本发明包括以下步骤
1)使用耐碱的容器，用纯水配置低浓度的碱溶液，规定的浓度为O.2%-1. 9%重量比含量之间的ー个确定值；
2)将配置好碱溶液的容器放入超声清洗设备当中，将碱溶液加热并保持在20°C-90°C之间的ー个确定温度；
3)将清洗并抛光过的晶体硅片浸入这个碱溶液中；
4)对碱溶液施加超声波，振动碱分子对娃片表面形成冲击，在娃片表面上刻蚀出丛林结构或者密集分布洞穴形态的黑硅。这里所谓的碱溶液，是指氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钾(KOH)、氢氧化钡(Ba(OH)2)、氢氧化钙(Ca (OH)2)或者氨(NH3)等在水中电离出的阴离子全部是氢氧根离子的物质的水溶液。低浓度的碱溶液广泛存在于自然界中，并且不会对环境和生态产生严重的损害。本发明所使用的低浓度碱溶液，可以通过简单的稀释或者酸碱综合的方法，完全消除其对环境的危害。以上通过对所列实施方式的介绍，阐述了本发明的基本构思和基本原理。但本发明绝不限于上述所列实施方式，凡是基于本发明的技术方案所作的等同变化、改进及故意变劣等行为，均应属于本发明的保护范围。
权利要求
1.ー种使用低浓度碱溶液制作黑硅材料的方法，其特征是将清洗并抛光过的硅片浸入在规定浓度的低浓度碱溶液中，碱溶液浓度的选择范围是重量比含量O. 2%-1. 9%，同时对碱溶液施加超声波。
2.根据权利要求I所述的ー种使用低浓度碱溶液制作黑硅材料的方法，其特征是当硅片浸入在碱溶液中时，保持碱溶液的温度不变，碱溶液温度的选择范围是20°C -90°C。
全文摘要
本发明公开了一种使用低浓度碱溶液制作黑硅材料的方法,规定的碱溶液的浓度为0.2%-1.9%重量比含量之间的一个确定值，将碱溶液加热到20℃-90℃之间的一个确定温度，然后将清洗并抛光过的晶体硅片浸入这个碱溶液中，同时对碱溶液施加超声波，在硅片表面上刻蚀出丛林结构或者密集分布洞穴形态的黑硅。本发明工艺过程简单、成本低廉、几乎不产生对环境有害的物质。
文档编号H01L31/18GK102623562SQ20121008995
公开日2012年8月1日 申请日期2012年3月30日 优先权日2012年3月30日
发明者孔凡建 申请人:江苏辉伦太阳能科技有限公司